[发明专利]并联式义齿摩擦试验机及测试摩擦磨损的方法

说明书

本发明公开了一种并联式义齿摩擦试验机及测试方法，属于摩擦磨损测试领域，要解决的问题为目前的义齿摩擦磨损试验机不能模拟复杂的口腔下颌运动轨迹和口腔环境。其结构包括试验机体、多自由度并联机构、电动缸、唾液回收器和唾液喷头、力传感器与加速度传感器、义齿夹具、显示与控制单元。其方法为输入下颌运动轨迹函数，控制系统针对此运动轨迹反解出六个舵机的转动角度随时间的转动函数，并控制多自由度并联机构运动，带动两个试样之间进行模拟咀嚼的摩擦运动，并通过传感器采集加速度、力信号及数据处理输出摩擦系数、滑动速度等数据。

技术领域

本发明属于一种在模拟真实口腔运动情况下进行义齿与天然牙、义齿与义齿之间的摩擦磨损测试的装置及测试方法，特别是一种空间六自由度口腔咀嚼运动模拟摩擦磨损试验机。

背景技术

随着人们生活水平的提高，不管从耐磨性还是美观方面对义齿的要求越来越来高。如果修复材料与天然牙釉质磨损性能相差较大，比如磨损性强于天然牙釉质，会造成天然牙釉质过度损耗，天然牙严重磨损会对牙体硬组织、牙周组织、口颌系统肌肉组织以及颞颌关节造成损伤，在临床上会表现为牙本质过敏、牙髓炎、牙周炎症、食物嵌塞，甚至颞颌关系紊乱综合征；若磨损性低于天然牙釉质，又会使修复体在短期内磨损过多，失去咬合功能。理想的修复材料应具有与天然牙相近的磨损性。因此国内外学者就复杂口腔环境下义齿的磨损展开了深入研究。

目前国内外学者对义齿的耐磨性的研究主要基于体内评估和体外模拟磨损试验。前者通过患者口腔观察和临床经验，或者间接测量和分析义齿的磨损性能。但其本身具有严重的局限性，比如周期长、试验的控制性差、试验中不可控因素很多，且缺乏重复试验的可能。因此需要一种摩擦试验机评价临床上常用的几种材料，寻找摩擦性能最接近天然牙釉质的修复材料，为其临床提供相关理论依据。

国外已有众多专家和技术人员进行体外下颌运动模拟样机的设计。国外研究的Hanau颌架能完全模拟下颌运动，而模拟下颌运动轨迹比较接近实际下颌骨的运动轨迹。Hanau颌架通过上部的环形圈和紧固件螺钉固定上颌骨和下颌骨模型，以侧柱来调节侧方髁倒斜度，以切到盘、切导凹和切导针来调节切导斜度，以此实现模拟人体口腔下颌的运动。但Hanau颌架主要用于人体口腔生理学的研究，在临床上，大多数根据临床实践来做定性分析，如记录下颌运动的轨迹用来分析实验数据。但是很少有用来进行义齿和天然牙、义齿与义齿之间的摩擦磨损、疲劳测试和寿命预测，本产品主要针对在真实模拟口腔下颌运动的情况下进行摩擦磨损的测试。

国内现有的义齿摩擦试验机主要是摩擦试验机改造而成的，其运动形式主要为直线往复式、针-盘式、球-盘式、销盘式，虽然能简单的模拟口内的唾液湿润和温度环境，但是不能真实的模拟口腔的下颌运动和口腔复杂的环境。郑侃等设计的口腔环境模拟试验机发明专利号：201210306950.8由口颌两自由度运动单元、口内液体喷射单元、口内温度调节单元和控制单元组成，采用偏心轮和减速器实现口颌两自由度运动，且能模拟口腔的温度和唾液湿润，但其运动较为单一，自动化程度很低，更不能很好的模拟人体口腔下颌的运动。宋晓菲等设计的三维口腔修复体体外磨削修复模拟试验机发明专利号：20061001368.1可以实现X方向、Y方向、Z方向的移动，此发明虽然有三个自由度但是不能很好的模拟人体口腔下颌的运动，且没有考虑人体口腔真实的复杂环境。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可应用在模拟真实口腔下颌运动的情况下进行义齿和天然牙、义齿与义齿之间的摩擦磨损、疲劳测试和寿命预测试验的并联式义齿摩擦试验机。

为达到上述技术目的，本发明的技术解决方案为：并联式义齿摩擦试验机，由试验机体、多自由度并联机构、电动缸、唾液回收器和唾液喷头、力传感器与加速度传感器、义齿夹具、显示与控制单元构成。

依据本发明的实施例，提供一种并联义齿摩擦试验机，包括：

试验机体，为立式结构；

多自由度并联机构，安装在机体上；

电动缸，安装在机体上部；